JPS6162757A - 暖房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ この発明は、蒸気圧縮方式を用いた暖房装置に関し、特
に、外気温が低い時にも凝縮器への熱媒体の流入を低下
させずに暖房熱量を維持づ”るようにした暖房装置に関
するものである。

［従来技術］ 従来のこの種の暖房装置の一例を第１図により説明する
。図において、（１）は圧縮器、（２）は凝縮器、（３
〉は減圧装置、（４）は蒸発器であり、これらを配管に
よって環状に接続し熱媒体を封入してヒートポンプ式の
暖房装置を構成している。

このような蒸気圧縮方式であるヒートポンプ式暖房装置
に６いては、圧縮器（１）で高温高圧にされた熱媒体の
蒸気は凝縮器（２）で凝縮して液化する。次に減圧装置
（３）で低温低圧にされ、蒸発器（４）で暖められて再
び蒸気になって圧縮器（１）に循環する。この熱媒体の
Ｗ環において、凝縮器（２）では熱媒体が液化する際の
凝縮熱を周、囲へ放熱して、例えば、室内の暖房を行う
。一方、蒸発器（４）では熱媒体を蒸発させるために周
囲より気化熱を吸収する。通常、凝縮器（２）は室内に
配置し、圧縮器（１）、減圧装置（３）及び蒸発器（４
）は室外に設置している。

このように構成されたヒートポンプ式の暖房装置におい
ては、比較的低温の外気を熱源として利用するため、外
気温度が低下するにつれて熱媒体の蒸発温度が低下する
。このため圧縮器（１）の吸入圧力が下がり、凝縮器（
２）への熱媒体の光示が不足して暖房能力が低下すると
いう問題があった。この暖房能ノコの低下を補う補助熱
源として、ヒータを凝縮器（２）付近に別個に組み込む
ことが提案されているが、ヒータを凝縮器の付近に設け
ることは、凝１Ｍ器側の装置が大きくなってしまうとい
う問題があり、実用的ではなかった。

［発明の概要〕 この発明は上記のような従来のものの問題を除去するた
めになされたもので、圧縮器、凝縮器、減圧装置及び蒸
発器をこの順序に環状に結合して熱媒体を循環させ、前
記凝縮器で蒸気の熱媒体を液化して凝縮熱を放出する暖
房熱媒体主循環路を形成している暖房装置において、前
記熱媒体主循環路中に凝縮器により液化した熱媒体を導
入し一時的に溜める受液器を設け、前記受液器から熱媒
体を第１開閉弁を介して導入し、導入した熱媒体を加熱
器で加熱して蒸気とし、蒸気の熱媒体を第２　Ｉｆｆ）
閉弁を介して前記凝縮器に送る熱媒体副循環路を形成し
たことにより、この熱媒体り１循環路がｉ縮器への熱媒
体流入圧低下を補償するので、外気温が低いときにも凝
縮器への熱媒体の光Ｄを低下させずに暖房熱ｍを維持し
、暖房能力を低下しない暖房装置を得ると共に、熱媒体
副循環路において、加熱器で発生させた熱で、熱媒体を
蒸発させ、この熱媒体を暖房主循環路の一部を通って凝
縮器に送り込むようにして、凝縮器側を複雑大形化させ
ないようにするものである。

［発明の実施例］ 以下、この発明の一実施例を第２図により説明する。図
において、（１）は圧縮器、（２）は凝縮器、く３）は
減圧装置、（４）は蒸発器、（５）は熱媒体主循環路、
（１１）は受液器、（１２）は加熱器、（１３）は熱源
、（１４）は発熱体、（１５）は熱媒体の導出流路、（
１６）は第１の開閉弁である逆止弁、（１７）は液化し
た熱媒体の導入流路、（１８）は第２の開閉弁である逆
止弁、（１９）は加熱器（１２）の一部を構成するサイ
フオン、（２０）は液化した熱媒体、（１０１）は加熱
器（１２）の底部に設けた液化した熱媒体を導出する流
路、（１０２）は流路（１０１”）からの熱媒体を減圧
する絞り部である。

ここでは、圧縮器（１）、凝縮器（２）、受液器（１１
）、減圧装置（３）、及び蒸発器（４）により暖房熱媒
体主循環路（５）を形成しており、凝縮器（２）、受液
″Ｐ１（１１）、第１開閉弁である逆止弁（１６）、加
熱器（１２）、及び第２開閉弁である逆止弁（１８）に
より熱媒体主循環路を形成している。受液器（１１）は
暖房熱媒体主循環路中に設けられ、凝縮器（２）により
液化した熱媒体を導入して溜めるものであり、加熱器（
１２）は、熱源（１３）を有する発熱体（１４）によっ
て連続して熱媒体を加熱して液化した熱媒体を蒸気とす
る。蒸気とされた熱媒体は導出流路（１５）から熱媒体
主循環路（５）の一部を通って凝縮器（２）に送られる
。この加熱器（１２）は受液器（１１）と第１開閉弁で
ある例えば加熱器（１２）への流れ方向を順方向とする
逆止弁（１６）を介して、導入流路（１７）を介して結
合されており、この実施例では加熱器（１２）が受液器
（１’ｌ　）の下位位置に配置されている。加熱器（１
２）からの導出流路（１５）には、第２聞閉弁である例
えば加熱器（１２）から凝縮器（２）への流れ方向、を
順方向とする逆止弁（１８）が設けられている。また、
加熱器（１２）内には、受液器（１１）からの熱媒体の
液を一時的に保持し、所定の液ｍが溜った後に発熱体（
１４）の方へ放出するサイフオン（１９）が設けられて
いる。

加熱器（１２）の底部の流路（１０１）は、加熱器（１
２）の底部の液体を減圧して圧縮器（１）に送り込むた
め、例えば加熱器（１２）の底部と蒸発器（４）の入口
を絞り部（１０２）を介して接続している。

このような構成の暖房ｆｉ＠では、熱媒体副循環路の加
熱器（１２）により熱媒体の蒸気を発生させて、導出流
路（１５）、暖房主循環路の一部を通って凝縮器（２）
へ送り、凝縮器（２）内での熱媒体流量を外気温の低下
にかかわらず、適正に維持するように動作する。この場
合の加熱器（１２）への熱媒体（２０）の液量の補充は
、後述するように間歇的に行われる。加熱器（１２）内
に充分な液量がある状態での暖房装置内の圧力関係は、
加熱器（１２）内の熱媒体が発熱体（１４）により連続
して加熱され、その蒸気が発生しているため、加熱器（
１２）の気相部の内圧、導出流路（１５）と熱媒体主循
環路（５）との結合点の内圧、凝縮器内の内圧、受液器
（１１）の内圧の順に低くなっている。したがって、加
熱器（１２）で発生した熱媒体の蒸気は熱媒体副循環路
を通って凝縮器（２）に供給され、凝縮器（２）で液化
した熱媒体は受液器（１１）に流れ入れで溜る。

このとき、受液器（１１）の内圧は加熱器（１２）の内
圧より低いため、第１ｔＪ？ｌ閉弁である逆止弁（１６
）は閉じており、この逆止弁（１６）を通しての液流は
ない。

加熱器（１２）内の熱媒体の液体（２０）の液量が減少
してなくなった場合、この場合には加熱器（１２）内で
の蒸発はなく、加熱器（１２）の底部の流路（１０１）
から加熱器（１２）内の蒸気が絞り部（１０２）を介し
て、低圧の圧縮器（１）側に流れるため、加熱器（１２
）内の圧力が低下する。この時の暖房装置内の圧力関係
は、導出流路（１５）と熱媒体主循環路（５）との結合
点の内圧、受液器（１１）の内圧、導入流路（１７）と
熱媒体主循環路（５）との結合点の内圧、加熱器（１２
）の内圧の順に低くなる。このため、受液器（１１）が
加熱器（１２）より高圧になっており、しかも、受液器
（１１）が加熱器（１２）より上位の位置に設置されて
いて、受液器（１２）内の液体の熱媒体の重力作用も加
わるので、受液器（１１）と加熱器（１２）の間の導入
流路（１７）の逆止弁（１６）は６ｎき、受液器（１１
）内の液体の熱媒体（２０）は加熱器（１２）へ第１開
閉弁である逆止弁（１６）を通して流れる。この時、受
液器（１１）からの液流は、一時的に加熱器（１２）内
のサイフオン（１つ）に溜められ、所定の流口が流れた
後、加熱器（１２）に導入され、もとの状態に復帰する
ので、常に一定の液流入が間歇的に行われ、第１の開閉
弁である逆止弁（１６）の開閉作用が確実に行われる。

また、上）ホのような熱媒体の循環と共に、圧縮器（１
）内の油が熱媒体に一部溶けて循環するが、この油は蒸
発しにくいので、加熱器（１２）の底部に次第に溜ろう
とする。しかしながら、加熱器（１２）の底部は流路（
１０１）によって絞り部（１０２）を介して圧縮器（１
）の入口側に接続されているため、減圧されて圧縮器（
１）に還流され、圧縮器（１）内の油の枯渇を防いでい
る。

このように、本発明の暖房装置では熱媒体主循環路（５
）の熱媒体の流れとは別に、熱媒体の蒸気を連続して凝
縮器（２）に補給できるため、外気温が低い時にも暖房
能力が低下しない。また、加熱器が空外側に付加できる
構成であるため室内への長い配線が不要で、室内側にヒ
ータを付加する場合に比べ配線費用が大幅に低減される
。さらに室内側は、すなわち凝縮器側はコンパクトにで
きる。

また、加熱器（１２）の熱源として、空外にある排熱、
例えば、ガスエンジンの回転を利用したヒートポンプ式
１！ｌ装置の場合は、エンジンからの高温排熱を利用で
きる。

なお、導入流路（１７）は必ずしも熱媒体主循環路（５
）の高圧圧力側に結合する必要はなく、例えば第３図の
他の実施例に示すように蒸発器（４）入口と連結しても
よく、液体の熱媒体が得られる部分に接続すれば、同様
の効果を奏する。

また、加熱器（１２）の発熱体（１４）は必ずしも熱媒
体中に浸漬した電気ヒータである必要はなく、外部から
加熱してもよく、また石油、ガスなど加熱できるものな
らどのような熱源でもよい。

ざらに、暖房熱媒体主循環路（５）内の容積が、加熱器
（１２）内の容積よりも十分に大きい場合は、受液器（
１１）を省略しても良い。この場合、熱媒体主循環路（
５）の一部が受液器（１１）の作用を果たずことになる
。

また、加熱器（１２）の底部からの流路（１０１）には
、減圧するための絞り部（１０２）を必ず設ける必要は
なく、絞り部（１０２）に代えて、第４図の他の実施例
に示すように、熱媒体主循環路（５）の減圧装置く３）
の途中または、入口側に接続するなど、加熱器（１２）
の底部に溜る油分を減圧して圧縮器（１）側に戻ずよう
な構成であれば、第゛２図の実施例と同様の作用を行わ
せることができる。

第３図及び第４図に本発明の伯の実７ＩＩ！１ＩＦＡを
示すが、これらの主要な構成要素及び作用は、基本的に
第２図の実施例で説明した内容と同様である。

［発明の効果］ 以上述べたように、この発明によれば、圧縮器、凝縮器
、減圧装置及び蒸発器をこの順序に環状に結合して熱媒
体を循環させると共に、前記凝縮器で蒸気の熱媒体を液
化して凝縮器を放出する＠分熱媒体主循環路を形成して
いる暖房装置において、前記熱媒体主循環路中に凝縮器
により液化した熱媒体を導入し、一時的に溜める受？１
１！器を設け、前記受液器から熱媒体を第１開閉弁を介
して導入し、導入した熱媒体を加熱器で加熱して蒸気と
し、蒸気の熱媒体を第２開閉弁を介して前記凝縮器に送
る熱媒体副循環路を形成したことにより、この熱媒体副
循環路が凝縮器への熱媒体流入圧低下を補償するので、
外気温が低い時にも凝縮器への熱媒体の流ｍを低下させ
ず、暖房能力の低下しない暖房装置を実現できる。また
、装置の構造においても、加熱器で発生させた熱で、熱
媒体を蒸発させ、この熱媒体を暖房主循環路の一部を通
って凝縮器に送り込む構成としているので、凝縮器側を
複雑大形化させないようにする効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の暖房装置を示す回路図、第２図はこの発
明の一実施例の暖房装置を示す回路図、第３図及び第４
図はそれぞれこの発明の更に他の実施例を示す回路図で
ある。 図中、 （１）・・・圧縮器、　　　　　（２）・・・凝縮器、
（３）・・・減圧装置、　　　　（４）・・・蒸発器、
（５）・・・熱媒体主循環路、（１１）・・・受液器、
（１２）・・・加熱器、　　　　（１３）・・・熱源、
（１４）・・・発熱体、　　　　（１５）・・・導出流
路、（１６）・・・第１開閉弁、　　（１７）・・・導
入流路、（１８）・・・第２開閉弁、　　（１９）・・
・サイフオン、（２０）・・・液化した熱媒体、（１０
１）・・・流路、（１０２）・・・絞り部 である。 なお、図中、同−符号及び同一記号は、同一または相当
部分を示ず。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮器、凝縮器、減圧装置及び蒸発器をこの順序
   に環状に結合して熱媒体を循環させると共に、前記凝縮
   器で蒸気の熱媒体を液化して凝縮熱を放出する暖房熱媒
   体主循環路を形成している暖房装置において、前記熱媒
   体主循環路中に凝縮器により液化した熱媒体を導入し一
   時的に溜める受液器を設け、前記受液器から熱媒体を第
   １開閉弁を介して導入し、導入した熱媒体を加熱器で加
   熱して蒸気とし、蒸気の熱媒体を第２開閉弁を介して前
   記凝縮器に送る熱媒体副循環路、及び前記加熱器の底部
   から液化した熱媒体を減圧して前記圧縮器に送る流路を
   形成したことを特徴とする暖房装置。
2. （２）第１開閉弁は、受液器から加熱器への熱媒体の流
   れを順方向とする逆止弁であり、前記第２開閉弁は加熱
   器から凝縮器への熱媒体の流れを順方向とする逆止弁で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の暖
   房装置。
3. （３）加熱器は、前記受液器より下位の位置に配置した
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に
   記載の暖房装置。
4. （４）加熱器は、熱媒体中に浸漬した電気ヒータ及びサ
   イフォンを有し、流入する液化した熱媒体の流入はサイ
   フォンで間歇的に一定液量の流入を行い、電気ヒータで
   加熱して蒸気とし、蒸気の熱媒体を導出することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の暖房装置。